第4節(jié)機械效率

第1課時機械效率

教材分析

一、課標分析

能結合實例分析知道什么是有用功、額外功和總功。明確機械效率是描述做

功效率的物理量，能利月機械效率的相關公式進行簡單計算。

二、內容與地位分析

之前學生己經進行了有關各種簡單機械和功的內容學習，機械效率是在此基

礎上的進一步延伸,也可以說是對這些內容的綜合分析和實際應用。本節(jié)課是學

好滑輪組機械效率的關鍵,應引導學生結合實例認識有用功、額外功、總功、機

械效率知識，能進行簡直計算，知道機械效率小于1的原因。機械效率一節(jié)隸屬于

能量主題，對于拓展學生的節(jié)能意識和綜合實踐能力有著重要的指導意義。對學

生學習和理解熱機的效率、爐子的效率、太陽能熱水器、電動自行車等能量的利

用率和轉化率等起著積極作用。

學情分析

由于機械效率的概念涉及“總功”“有用功”“額外功”等概念，而功的概

念本身又比較抽象，因此要區(qū)分并理解這些概念,而初中生來說，有一定的難度。要

能輕松自如地解決有關機械效率的問題，關鍵是真正弄清有關概念，并能正確地加

以區(qū)分，所以本節(jié)的教學設計以及實際教學中在有用功、額外功、總功的概念理

解上花的時間比較多。

教學目標

1.了解什么是有用功、額外功、總功及它們之間的聯(lián)系。

2.理解機械效率的概念，會利用公式片記^進行有關計算，知道機械效率小于lo

3.通過有用功、額外功、總功的學習初步形成物理思維思考問題。

核心素養(yǎng)

1.通過生活問題分析機械效率的含義，并讓學生體會科學探究的意義。

2.能保持對自然界的好奇，初步領略自然現象中的美妙與和諧,對大自然有親

近、熱愛、和諧相處的情感。

重點難點

重點:會區(qū)分三種功，知道機械效率公式的得出，并會用公式進行簡單的計算。

難點:有用功和總功的認識、機械效率的意義。

教學過程

教學環(huán)節(jié)教學內容學生活動教學意圖

思考:用水桶從【自主完成】認真閱引導學生看

井中提水的時候，所讀課本，通過自學充分理書，自學利用機

做的功哪部分是必解在實際生活中為了達到械做功過程的有

須做的，哪部分不是目的，必須做的功力有用用功、額外功和

必須做但不得不做功。而為了達到目的，迫不總功。

的?如果桶掉到井里,得己必須要做的附加功也

從井里撈桶的時候,就是要付出的額外的代引導學生分

撈上的桶里帶了一價，為額外功。析：

些水，又會是怎樣呢？【小組合作】與本組1.繩端拉力

閱讀課本，了解什么同學進行交流討論，組長做的功為總功，

是有用功、額外功和首先講給自己組員，組員2.用手直接

環(huán)節(jié)一：

總功。理解之后可嘗試再進行講做的功為有用

課堂引

【指導調控】引解。將有用功、額外功、功。

入

導提問:直接提升物總功的概念進行充分理3.克服機械

體做功，與使用機械解。自重和機械摩擦

提升物體做功相同【交流展示】做的功為額外

嗎?經過討論之后，學正確觀點：功。

生一般可以自己得1.用水桶從井中提水

出正確的結論，教師的時候，對水做的功是有計算提升物

在討論過程中，重點用的,必須的，而對桶做的體做功過程的三

調控討論的秩序。功是多余的。種功，并比較大

【歸納總結】有2.如果桶掉到井里，從小關系：

用功、額外功和總井里撈桶的時候,對桶做1.總功:W總

功。的功是有用的,必須的，而=Fs.

1.有用功(W有):對水做的功是多余的。2.有用功：

必須要做的功。討論后的觀點:使用W^=Gh.

2.額外功(W?):機械或工具做的功分為有3.額外功：

不得不做的功。用功和額外功。WSFG桶〃。

3.總功(W總):有

用功和額外功的和。

續(xù)表

教學環(huán)節(jié)教學內容學生活動教學意圖

廠

引導提問:要把3比較三個

*

重100N的沙子運上IL過程中有用功、

三樓,根據圖中的三總功和額外功

種方法，學生討論:哪的大小，總結三

種辦法最好?哪種辦E*種做功方式的

法最不好?為什么？機械效率的高

指導學生思考低，提高學生的

64￡

完成。探究能力。

閱讀課本第118沙子重100牛桶收204：

人破400?？诘荢IS牛

環(huán)節(jié)二；頁“機械效率”部分,動滑輪nu沖

把重100牛的沙子運上三樓

認識機完成下列問題：【自主完成】學生閱

械效率1.機械效率的概讀課本，體會效率的概念，

念及公式。生活中為了達到某種目的

2.有沒有機械效必須做的功，與為了達到

率為1()()%的機械？這個目的所做的總功的比

為什么？值為我們所說的效率。引導學生

在這個過程中，【小組合作】與本組學會主動總結：

卜分析有

指導學生正確分析同學進行交流討論，做好

問題,并注意把控課展示的準備。用功、總功和額

堂秩序。外功的表達式。

【歸納總結】2.分析有

機械效率：【交流展示】用功、總功和額

1概.念：有用功展示形式:獨立展示，外功的關系，比

跟總功的匕值。各抒己見。較不同形式做

2.公式:片最。通過多媒體展示工作功的機械效率。

圖片，經過計算、討論、分

3.機械效率沒有

析、總結結論。

單位,通常用百分數

表示,且實際情況下

總小于lo

4.提高機械效率

討論后的觀點：

的途徑：

1.使用機械存在做功

(1)減輕機械自

損耗，所以產生效率。

重。

2.使用機械不能省

(2)減小機械間

功。

的摩擦。

(3)允許情況下

增加物重。

知道機械效率

是機械性能的重要

標志之一，提高機械

效率有重要的經濟

意'義。

續(xù)表

教學環(huán)節(jié)教學內容學生活動教學意圖

例.起重機把質上臺展示板書解題過通過例題

量為5t的重物勻速程：分析，練習鞏固

環(huán)節(jié)一：

提升了3m,而它的⑴有用功機械效率，理解

認識機

34

電動機所做的功是5xl0kgx3m=1.5x10Jo并用于實際問

械效率

3.4x104j,起重機的(2)/&竺芷U

'1W,-3.4X104J題，正確分析有

機械效率是多少?他44.1%。用功、總功和額

取10N/kg）外功的計算過

教師引導分析，程，并正確計算

學生討論，學生展示。機械效率。

第3節(jié)機械效率

第1課時機械效率

一、三種功

1.有用功（IV。必須要做的功。

2.額外功（W額）:不得不做的功。

3.總功（WQ:有用功和額外功的和。

板書設計二、機械效率

1.概念:有用功跟總功的比值。

2公.式:，尸就"。

總

三、提高機械效率的途徑

1.減輕機械自重。

2.減小機械間的摩擦。

3.允許情況下增加物重。

課堂練習

課堂小結本節(jié)課你學到了什么?有哪些收獲呢？

作業(yè)布置“練習與應用”第1?2、4?5題。

教學反思

第2課時機械效率的測量

教材分析

一、課標分析

能設計實驗，通過實驗測量機械效率并探究影響機械效率的因素。

二、內容與地位分析

測量簡單機械的機械效率和探究機械效率的影響囚素是力學部分比較重要

的兩個實驗，此課時前學生己經學過常見的簡單機械和機械效率的計算，此課時是

對機械效率的進一步延伸和拓展,是初中物理學中力學的一大高潮和結束。

學情分析

考慮到學生對實驗探究類問題理解起來有一定的難度,因此在進行斜面機械

效率的研究時，應對學生進行適當的引導，同時應組織學生團結協(xié)作，共同克服困

難,共同完成探究活動。

教學目標

1.會實驗操作測滑輪組、斜面提升物體的機械效率。

2.通過參與科學探究活動,初步認識科學研究方法的重要性。

核心素養(yǎng)

1.通過實踐和探冗讓學生感覺科學就在身邊。培養(yǎng)學生對科學的求知欲、樂

于探索自然現象和日常生活中的物理學道理的精神,樹立正確的世界觀和唯物主

義觀。

2.培養(yǎng)學生觀察思考，勇于發(fā)現,樂于探究的學習習慣，以及運用物理知識解決

實際問題的能力。

重點難點

重點:會正確測量滑輪組的機械效率。

難點:會分析機械效率的影響因素。

教學過程

教學環(huán)節(jié)教學內容學生活動教學意圖

環(huán)節(jié)一：提出問題:提高

實驗測機械效率可以充分

量滑輪發(fā)揮機械設備的作增強學

組的機用，對節(jié)能減排、提高生的節(jié)能意

械效率經濟效益有重要的識。

意義。某科技創(chuàng)新小引導學

組根據生活經驗和生觀察繩子

客觀事實，對影響滑L在教師的引導下明確的繞法、繩子

輪組機械效率的因探究主題，進行猜想與假設、的段數，總結：

素進行了探究。實驗設計、進行實驗并進行⑴繩端

數據的收集整理。拉力的大小。

續(xù)表

教學環(huán)節(jié)教學內容學生活動教學意圖

(2)繩端

猜想與假設：移動的距離。

猜想I:滑輪組⑶利用

的機械效率與物體滑輪組提升

被提升的高度有關。物體時，卬總

猜想II:滑輪組二八，W有二

環(huán)節(jié)一：的機械效率與動滑G/?,W后W.也

實驗測輪的重力有關。

量滑輪猜想III:滑輪組

組的機的機械效率與所提繩端實驗探

實鉤碼鉤碼

械效率物體的重力有關。繩端移動機械究，提高學生

驗的重上升

設計實驗，根據拉力的距效率的合作精神

次力高度

猜想,運用如圖甲、F/N離和探究能力。

數G/Nh/m

乙、丙所示的裝置進s/m

行實驗探究,測得的120.10.900.374.1%

實驗數據如表所示。240.11.500.388.9%

340.11.250.4

440.21.500.688.9%

【小組合作】小組合作

進行實驗操作，并進行數據引導學

甲乙丙讀取、記錄和計算相關的物生學會主動

教師設問引導：理量?？偨Y：

(1)實驗時應沿【交流展示】分析機械⑴利用

豎直方向勻速效率的相關規(guī)律?；喗M提升

緩慢向上拉動彈簧物體做功過

測力計。程中的有用

(2)分析表中數2.實驗結果:滑輪組的機功、額外功和

據可知:第3次實驗械效率片含書?？偣Φ谋磉_

W總FS

是利用圖丙的式。

(1)若不計繩重和滑輪

裝置完成的,它的機(2)正確

軸處摩擦，則表達為

械效率/80%。%G分析三種功

/W總G+G動

(3)比較第2、4的關系，總結

(2)若計繩重和滑輪軸

兩次實驗數據，可驗滑輪組提升

右r

處摩擦，則表達為片廿w二2。

證猜想【是錯誤物體的機械

總

(選填“正確”或“錯

誤”)的。

續(xù)表

教學環(huán)節(jié)教學內容學生活動教學意圖

(4)通過比較第3.實驗結論：效率關系式。

1、2(填實驗序號)利用滑輪組提升物體通過實驗分

環(huán)節(jié)一：

兩次實驗數據得出時：析，練習鞏固

實驗測

結論:同一滑輪組提(1)增大物重，有用功增利用滑輪組

量滑輪

升重物時，物重越重,大，機械效率提高。提升物體的

組的機

滑輪組的機械效率(2)減小動滑輪重，減小機械效率的

械效率

越高?；喣Σ?，額外功減小，機械實際問題，正

(5)通過比較第效率提高。確分析有用

2、3兩次實驗數據可(3)物體提升的距離、繩功、總功和額

得出結論:不同滑輪子的繞法等,不影響滑輪組外功的關系。

組提升相同重物時.，的機械效率。

動滑輪越重,滑輪組

的機械效率越低°

引導學

教師:斜面的機生分析斜面

械效率可能與哪些的機械效率：

因素有關？學生提出猜想：利用斜

(1)斜面的機械效率可面提升物體

能與物體的重力有關。時，影響斜面

教師:請同學們(2)斜面的機械效率可機械效率的

自己設計實驗，動手能與斜面的傾斜程度有關。因素主要是

驗證?！拘〗M合作】同學們用物體與斜面

【指導調控】指同一塊木板組成如圖所示的間的摩擦。當

環(huán)節(jié)一：導學生在實驗操作裝置進行了實驗探究，記錄斜面粗糙程

測量斜過程中，應沿斜面向的實驗數據如下表：度越小時，摩

面的機上勻速直線拉動木實驗次數123擦力越小，斜

械效率塊;引導學生對比計斜面傾角030°30°45°